JP2009510921A - 全光式方法およびシステム - Google Patents

Abstract

オン・オフ変調（ＯＯＫ）フォーマットで変調された光データ信号を位相偏移変調（ＰＳＫ）フォーマットに変換する全光式変調フォーマット変換器。ＯＯＫ／ＰＳＫ変換器は、差動ＰＳＫ（ＤＰＳＫ）のための全光式波長変換器を提供するために遅延線路干渉計に結合され得る。ＯＯＫ／ＰＳＫ変換器はまた、例えば、排他的論理和（ＸＯＲ）論理、桁送りレジスタ、および擬似ランダム２進法シーケンス（ＰＲＢＳ）発生器を含めて、様々な関数の全光式実施態様で使用され得る。

Description

政府利権に関する声明
米国合衆国政府は本発明に一定の利権を有するものである。

本発明は、高速光データ通信の分野に関し、特に、全光式方法およびシステムに関する。

全光式信号処理は、全光式ネットワーキングを可能にする要である。例えば、全光式波長変換（ＡＯＷＣ）は、透過型光データ・ネットワークにおける波長経路指定およびコンテンション・リゾリューションを実行するために使用可能である。光／電気／光（ＯＥＯ）変換の有望な別法として、ＡＯＷＣは、高いビットレートのコア光ネットワークにおけるコストおよび電力消費を削減することができる。

全光式フォーマット変換は、多変調フォーマットから成る全光式ネットワークで必要とされるもう１つの機能である。例えば、全光式オン・オフ変調（ＯＯＫ）／位相偏移変調（ＰＳＫ）変換器は、ＯＯＫネットワークおよびＰＳＫネットワークを継ぎ目なく統合することができる。全光式ＯＯＫ／ＰＳＫ変換器は、ＰＳＫが全光式相関器を使用する受動的パターン認識に推奨されるので、全光式パターン認識回路でも有益に使用可能である。ＰＳＫフォーマット信号の定強度パターンの故に、ＰＳＫは、半導体光増幅器（ＳＯＡ）が光増幅器として使用される場合に好ましい。

ＸＯＲ、ＡＮＤ、ＯＲなどの全光式論理演算は、パケット経路指定、データ・バッファリング、および波長変換が光学平面内で処理されることが見込まれる全光式データ・ネットワークを構築する際の不可欠部分である。例えば、ＸＯＲ演算は、ラベル認識および交換、パターン生成、ならびに奇偶検査に特に有用である。ＸＯＲ論理素子は、例えば、擬似ランダム２進法シーケンス（ＰＲＢＳ）発生器および光学式半加算器のための主要構成要素である。

集積半導体光デバイス技術は成熟途上にあり、多くの研究がＳＯＡにおける非線形光学素子を使用して光信号処理で行われてきた。しかし、遅い搬送波再生によるＳＯＡのパターン依存性は、半導体光デバイスに基づく全光式論理演算の速度を限定する主な要因であった。しかし、半導体光デバイスに基づく既存の全光式信号処理方法は、相互利得変調（ＸＧＭ）または相互位相変調（ＸＰＭ）などの主要な光学的非線形性が強度変調によって仲介され、かつ光位相に鈍感であるので、ＰＳＫよりもＯＯＫにより適切に適合する。

多変調フォーマットに応用可能でありかつ低減したパターン依存性を有する、効率的な全光式信号処理方法が望ましい。例えば、ＯＯＫと比較して、差動位相偏移変調（ＤＰＳＫ）は、その優れた性能の故に、高いビットレート（例えば、１０Ｇｂ／秒以上）の光伝送のための有望な変調フォーマットとして益々認知されている。高速光ネットワークにＤＰＳＫが重要であれば、ＤＰＳＫのためのＡＯＷＣの効率的な方法が大いに望ましい。ＯＯＫに関して実証されたＡＯＷＣの幾つかの方法とは異なり、ＤＰＳＫに関して実証された幾つかのＡＯＷＣ方法は、光ファイバまたは半導体光増幅器（ＳＯＡ）における四光波混合（ＦＷＭ）に基づいている。相互利得変調（ＸＧＭ）および相互位相変調（ＸＰＭ）などの強度依存性の光学非線形性は、それらの位相鈍感性の故にＤＰＳＫのＡＯＷＣには通常応用不可能であると考えられている。しかし、ＦＷＭは高度に偏光敏感性であり、その変換効率は、ＳＯＡにおいてＸＧＭまたはＸＰＭで実現されてきた変換効率よりも典型的には低い。さらには、ＳＯＡにおけるＦＷＮは、増幅された自然放出の相対的に高い水準のために、高いＯＳＮＲ（光信号対雑音比）の劣化も蒙る。

Ａ．Ｊ．Ｐｏｕｓｔｉｅらの「Ａｌｌ−ｏｐｔｉｃａｌ ｐｓｅｕｄｏｒａｎｄｏｍ ｎｕｍｂｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ」、Ｏｐｔｉｃｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ １５９（１９９９年）２０８〜２１４頁

多変調フォーマットに応用可能でありかつ低減したパターン依存性を有する、効率的な全光式信号処理方法を提供する。

典型的な実施形態では、本発明は、オン・オフ変調（ＯＯＫ）フォーマット信号から位相偏移変調（ＰＳＫ）フォーマット信号へ全光式に変換する方法およびシステムを提供する。ＯＯＫ／ＰＳＫ変換器の典型的な実施形態は、差動的に駆動される半導体光増幅器（ＳＯＡ）マッハ・ツェンダ型干渉計（ＭＺＩ）において相互利得変調（ＸＧＭ）および相互位相変調（ＸＰＭ）を利用する。

本発明の他の態様では、典型的なＯＯＫ／ＰＳＫ変換器は、差動位相偏移変調（ＤＰＳＫ）用の全光式波長変換（ＡＯＷＣ）システムで使用される。本発明に係る波長変換器の典型的な実施形態は、入力ＤＰＳＫ信号を、ＯＯＫ／ＰＳＫ変換器を差動的に駆動する、ＯＯＫ２進法データ・ストリームおよびその補数に復調するシリカ平面光波回路（ＰＬＣ）遅延線路干渉計（ＤＩ）フロント・エンドを備える。全ての光デバイスは統合プラットフォームで製造可能である。

本発明の他の態様では、本発明のＯＯＫ／ＰＳＫ変換方法およびシステムは、例えば、全光式排他的論理和（ＸＯＲ）および全光式擬似ランダム２進法シーケンス（ＰＲＢＳ）発生器を含めて、様々な全光式論理関数を実施するために使用可能である。

本発明は、高いビットレート演算を必要とする用途に半導体光デバイスで用いる知られた方策よりも、本発明をより適切に適合させる低減したパターン依存性も享受する。

図１に、全光式オン・オフ変調（ＯＯＫ）／位相偏移変調（ＰＳＫ）変換器１００の典型的な実施形態が模式的に例示されている。この変換器１００は、ＯＯＫフォーマット信号Ａおよびその補数（

）によって駆動される差動入力段１２０を備える。差動入力段１２０の第１の出力が第１の半導体光増幅器（ＳＯＡ）１３１に結合され、入力段１２０の第２の出力が第２のＳＯＡ１３２に結合される。ＳＯＡ１３１および１３２は、同じ持続波（ＣＷ）レーザで駆動される。第２のＳＯＡ１３２の出力は、πラジアンの名目位相偏移を行う移相器１３５に結合される。移相器１３５の出力および第１のＳＯＡ１３１の出力は、変換器１００の出力を供給するためにコンバイナ１３７によって組み合わされる。

典型的な実施形態では、ＳＯＡ−ＭＺＩが、ＩｎＰ（リン化インジウム）ＳＯＡアレイのバーを入力および出力シリカＰＬＣ導波管と突合わせ結合することによって製造された混成装置として実施される。差動入力段１２０は、従来通り光ファイバ遅延線路を使用して実施され得る。別法として、ＳＯＡ−ＭＺＩおよび差動入力段がＩｎＰデバイス上に作製されるモノリシック集積デバイスが実施可能である。ＳＯＡ１３１、１３２、移相器１３５、およびコンバイナ１３７も従来の構成要素を使用して実施可能である。これらの構成要素もまた集積素子にされ得る。

持続波（ＣＷ）信号がＳＯＡに供給されるものとして示されており、光パルスの列などの他の周期的信号も同じように使用可能であることに留意されたい。

ここで図２Ａ〜２Ｄを参照して、ＯＯＫ／ＰＳＫ変換器１００の動作が説明される。Ａ＝１のとき、Ａ入力にパルスが存在し、相補的な入力

にパルスが存在しない。第２のＳＯＡ１３２の入力に印加されるパルスが、第１のＳＯＡ１３１に印加されるパルスに対して遅延されるように、Ａにおけるパルスは、差動入力段１２０によって分割されかつ差動的に遅延される。差動遅延（τ）は、ＯＯＫパルスの名目幅と実質的に同じである。例えば、４０Ｇｂ／秒のリターン・ツー・ゼロ（ＲＺ）ＯＯＫでは、差動遅延に関する典型値が約８ピコ秒である。図２Ａに２３１として、第１のＳＯＡ１３１の出力における電界の得られる増幅が示されており、他方では図２Ａに２３５として、移相器１３５の出力における電界の得られる増幅が示されている。信号２３１が位相φ有し、他方では信号２３５が位相φ＋πを有する。位相φは、ＳＯＡにおける相互位相変調（ＸＰＭ）による非線形位相偏移である。πラジアン位相差および信号２３１と２３５との間のτ時間差により、これらの信号は、コンバイナ１３７によって破壊的に組み合わされて、図２Ｂに示された出力信号２３７（すなわち、出力における電界の増幅）を生じる。得られる出力信号２３７は、約τのパルス持続時間および位相φを有する。

Ａ＝０のとき、変換器１００の相補的な入力

にパルスが存在し、入力Ａにパルスが存在しない。第１のＳＯＡ１３１の入力に印加されるパルスが、第２のＳＯＡ１３２に印加されるパルスに対して遅延されるように、

におけるパルスは、差動入力段１２０によって分割されかつ差動的に遅延される。図２Ｃに２３１として、第１のＳＯＡ１３１の出力における電界の得られる増幅が示されており、他方では図２Ｃに２３５として、移相器１３５の出力における電界の得られる増幅が示されている。信号２３１が位相φ有し、他方では信号２３５が位相φ＋πを有する。πラジアン位相差および信号２３１と２３５との間のτ時間差により、これらの信号は、コンバイナ１３７によって破壊的に組み合わされて、図２Ｄに示された出力信号２３７を生じる。この場合には、得られる出力信号２３７は約τのパルス持続時間および位相φ＋πを有する。

したがって、変換器１００のＯＯＫ入力でＡ＝１のとき、変換器１００の出力は位相φを有し、他方ではＯＯＫ入力でＡ＝０のとき、出力は位相φ＋πを有する。こうしてＯＯＫフォーマット入力がＰＳＫフォーマット出力に変換される。

よく知られているように、入力信号Ａ、

は、ＳＯＡを通過して伝播し、ＳＯＡの出力に出現する。したがって、変換器１００の入力におけるＯＯＫ入力信号は、ある程度まで変換器の出力に出現する。入力信号のこのフィードフォワードに対処するための１つの方策は、入力ＯＯＫ信号の波長（λ_１）とは異なる波長（λ_２）のＳＯＡ１３１、１３２用のＣＷレーザを使用することである。光帯域フィルタ（ＯＢＰＦ）１４０が、第２の波長λ_２にある変調されたＰＳＫ出力を通過させ、他方では第１の波長λ_１にあるＯＯＫ入力信号を遮断するために出力に配置可能である。このような実施態様では、変換器１００は、ＯＯＫをＰＳＫに変換することに加えて、波長変換器（すなわち、λ_１からλ_２に）としての役目もする。波長変換が所望されなければ、異なる偏光のＣＷレーザを使用したり、ＳＯＡのＣＷ入力および信号出力を反転させたり、または２つの多段接続式波長変換器を使用して第２の波長変換器が元の信号波長を回復させたりすることなど、入力信号のフィードフォワードを排除するための他の知られた技法が使用可能である。

本発明に係る他の典型的な実施形態では、移相器１３５が排除可能であり、位相偏移は、異なるバイアス電流および／または温度をＳＯＡ１３１、１３２に印加することによって導入可能である。

さらに他の典型的な実施形態では、ＳＯＡが、例えば、電界吸収変調器などの吸収装置を含めて、他の非線形光学要素によって置替え可能である。

本発明のＯＯＫ／ＰＳＫ変換器の有利な特徴は、ＳＯＡが典型的に蒙るパターン依存性に対するその鈍感性である。上で説明されたように、ＳＯＡ１３１および１３２は共にそれぞれのビット周期中にＯＯＫパルスを受け取り、ビット周期間の唯一の変動はパルスの相対的なタイミングである。したがって、パターン依存性は、本発明のＯＯＫ／ＰＳＫ変換器では懸念がより少なく、それによってパターン依存性を蒙る傾向がより少ない、より高速のＳＯＡを使用する必要性をなくす。

本発明のＯＯＫ／ＰＳＫ変換器は様々な用途で使用可能である。本発明の他の実施形態では、全光式波長変換器（ＡＯＷＣ）が、本発明のＯＯＫ／ＰＳＫ変換器に基づいて提供される。

図３は、差動位相偏移変調（ＤＰＳＫ）フォーマット信号用の波長変換器３００の典型的な実施形態の模式図である。波長変換器３００は、上で説明されたように実施されたＯＯＫ／ＰＳＫ変換器３２０の入力に結合された、差動出力を有する１ビット遅延干渉計（ＤＩ）３１０を備える。ＤＩ３１０は、４０Ｇｂ／秒の信号方式に関して２５ピコ秒の名目遅延を有するシリカ平面光波回路（ＰＬＣ）を使用して実施可能である。

ＤＰＳＫフォーマット信号がＤＩ３１０の入力に印加されるとき、それはＤＩの出力において相補的なＯＯＫフォーマット信号に変換される。こうしてＤＩ３１０はＤＰＳＫ／ＯＯＫ変換器としての役割をする。次いでＤＩ３１０の相補的なＯＯＫ出力は、その出力においてＯＯＫ信号からＰＳＫに変換するために上述のように動作するＯＯＫ／ＰＳＫ変換器３２０を駆動する。波長変換は、ＯＯＫ／ＰＳＫ変換器３２０において、入力ＤＰＳＫ信号の波長λ_１とは異なる波長λ_２の持続波（ＣＷ）を使用することによって変換器３００で実行される。こうして波長λ_１のＤＰＳＫ変調搬送波から波長λ_２のＰＳＫ変調搬送波に変換が実行される。さらには、上で説明されたように、ＯＯＫ／ＰＳＫ変換器３２０は、その出力において、波長λ_２にある変調されたＰＳＫ信号を通過させ、他方では波長λ_１にある変調されているＯＯＫ信号を遮断するＯＢＰＦを具備してもよい。これらの２つの波長はＳＯＡの利得帯域幅の範囲内にあるように選択されることが好ましく、ＯＢＰＦは、２つの波長が十分に分離され得るように選択されるべきである。例えば、１００ＧＨの分離であれば、８ピコ秒ＲＺパルスの２つの４０Ｇｂ／秒信号を区別するのに十分であろう。厳密な分離は、どれだけ多くの直線漏話が伝送において許容され得るかによる。ＯＢＰＦは知られた方式で実施可能である。

言及されたように、データの符号化は波長変換器３００によってＤＰＳＫからＰＳＫに変更される。入力ＤＰＳＫ信号のデータ・シーケンスＰ_ｎおよび波長変換された出力ＰＳＫ信号のデータ・シーケンスＰ’_ｎは、次のように関連付けられる。すなわち、
ここで、

均等なことであるが、Ｄ’_ｎがＰ’_ｎから最終的に導かれるデータ・シーケンスであれば、次の関係が該当する。すなわち、

よって等式２は、ＤＰＳＫフォーマットされたデータ・ストリームが変換器３００によって処理されるとき、そのデータ・ストリームが受信器において所望のデータ・シーケンスを生成するように、どのようにこのデータ・ストリームが予め符号化されるかを示す。

より一般的に、Ｎが送信器と受信器との間で見込まれる波長変換の数であれば、送信器における最初のデータ・シーケンスＰ_ｎと受信器に送信されることになるデータＤ_ｎとは、次のように関係付けられる。すなわち、

データ符号化の変更は、上述のように予め符号化されることによってか、または事後検出データ処理によって対処可能である。

本発明の他の態様では、本発明のＯＯＫ／ＰＳＫ変換器が、全光式排他的論理和（ＸＯＲ）関数などの全光式論理を実施するために使用可能である。図４は、本発明に従って、第１のＯＯＫ／ＰＳＫ変換器４０１および第２のＯＯＫ／ＰＳＫ変換器４０２を使用して実施された全光式ＸＯＲ論理ブロックの典型的な実施形態を示す。πラジアン移相器４０６が、ＯＯＫ／ＰＳＫ変換器の一方（この場合には４０２）の出力に結合される。変換器４０１の出力と移相器４０６の出力とがコンバイナ４０３によって組み合わされる。コンバイナ４０３は、破壊的出力ポート４０４および建設的出力ポート４０５を有する。相補的な出力ポートを設けると、図示されたように実施された多論理ブロックの多段接続性を容易にする。相補的な入力および出力も位相反転器を使用して獲得可能である。

上で説明されたように、入力ＡおよびＢが共に同じ値を有するとき、ＯＯＫ／ＰＳＫ変換器４０１および４０２の出力は同じ位相を有することになる。したがって、変換器４０１および４０２の出力は、コンバイナ４０３によって組み合わされるとき、建設的に干渉して、建設的ポート４０５における出力パルスにつながり、破壊的ポート４０４では光パルスにつながらない。逆に、入力ＡおよびＢが異なる値を有するとき、ＯＯＫ／ＰＳＫ変換器４０１および４０２の出力の位相は、πラジアンの差を有することになり、その場合には、これらの出力は、コンバイナ４０３によって組み合わされるとき、破壊的に干渉して、破壊的ポート４０４における出力パルスにつながり、建設的ポート（４０５）では光パルスにつながらない。その結果として、

がポート４０５を介して出力され、かつ

がポート４０４を介して出力される。

入力ＯＯＫ信号Ａ、

およびＢ、

のフィードフォワードを防止するために、ＯＯＫ／ＰＳＫ変換器４０１、４０２は、入力信号が変調される波長とは異なる波長を有するＣＷレーザによって駆動され得る。入力信号を遮断し、他方で出力信号を通過させるためのＯＢＰＦは、それぞれの変換器４０１、４０２の出力にまたはコンバイナ４０３の後に配置可能である。別法として、上で言及された他の技法が使用されてもよい。

ＸＯＲ関数は、とりわけ、擬似ランダム２進法シーケンス（ＰＲＢＳ）発生、奇偶検査、および半加算を含めて、数多くの機能性のための主要論理要素であることが当業ではよく知られている。

光ＰＲＢＳは、線形光学桁送りレジスタを使用して、この桁送りレジスタの端部と、少なくとも１つのタップ・ポイントとにおける出力のＸＯＲ結果をフィードバックして、生成され得る。ＰＲＢＳ生成の全光式実施態様が、エー．ジェイ．プースティー（Ａ．Ｊ．Ｐｏｕｓｔｉｅ）らの「Ａｌｌ−ｏｐｔｉｃａｌ ｐｓｅｕｄｏｒａｎｄｏｍ ｎｕｍｂｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ」、Ｏｐｔｉｃｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ １５９（１９９９年）２０８〜２１４頁に説明されており、そこではＯＯＫのＸＯＲ論理が、ＳＯＡに基づくスイッチング・ゲートを使用して実施される。しかし、ＯＯＫ以外の光ＰＲＢＳ発生器は以前に提案されたことがない。本発明は、典型的な実施形態では、低減したパターン依存性を享受し、よってより高い演算速度の潜在能力を享受する多フォーマット（例えば、ＯＯＫおよびＰＳＫ）ＰＲＢＳ発生器を提供する。

図５は、本発明に係る全光式ＰＲＢＳ発生器５００の典型的な実施形態の模式図を示す。ＰＲＢＳ発生器５００は、上で説明されたように実施されたＯＯＫ／ＰＳＫ変換器５２０を備え、その出力は、フィードバック・ループ５５０を介してタップ遅延干渉計（ＤＩ）５１０に結合される。フィードバック・ループ５５０は、例えば、光ファイバを使って実施されてもよい。図５の実施形態では、光帯域フィルタＯＢＰＦ５４０が、ＯＯＫ／ＰＳＫ変換器５２０の出力に具備されている。

桁送りレジスタ・ループ（図５に破線として示される）の長さはＮビットに均等であり、ＤＩ５１０の一時遅延はｍビットである。例えば、Ｎ＝１５およびｍ＝１では、長さ２^１５−１のＰＲＢＳを生成することになろう。

フィードバック・ループの端部の出力とタップ遅延のタップ・ポイントとの間のＸＯＲ演算は、ＤＩ５１０の出力における方向性結合器において遂行される。このＸＯＲは、図４に関連して上で説明された一般的なＸＯＲ演算の特殊な場合であることに留意されたい。図４では、２つの別個のデータ信号ＡとＢとの間のＸＯＲは、２つの変換されたＰＳＫ信号ｅ^ｊπＡおよびｅ^ｊπＢを干渉させることによって遂行される。ＰＲＢＳ発生器５００では、ＸＯＲが、同じデータ・シーケンスＡの２つの要素Ａ_ＮとＡ_Ｎ−ｍとの間におけるものである。したがって、１つのみのＯＯＫ／ＰＳＫ変換器５２０と、遅延線路干渉計５１０とが、この演算を遂行するためには十分である。

ＰＲＢＳ発生器５００は、回路内部に蓄積された雑音から自始動して、非最大長さ（２^Ｎ−１以外）または最大長さ（２^Ｎ−１）のＰＲＢＳを生成することができる。別法として、発生器５００は、適切に時間調節されたトリガ・パルスを印加することによって強制的に最大長さのＰＲＢＳを生成させられてもよい。このようなトリガ・パルスの可能な印加点は、図５に示されたように、ＯＯＫ／ＰＳＫ変換器５２０の非反転入力である。

ＤＩ５１０の出力はＯＯＫ波長変換器ブロック５３０に結合され、次いでこのブロックはＯＯＫ／ＰＳＫ変換器５２０の入力に結合される。波長変換器ブロック５３０は、ＤＩ５１０の非反転出力Ａに結合された第１の全光式ＯＯＫ波長変換器（ＷＣ）５３１と、ＤＩ５１０の相補的な出力

に結合された第２の全光式ＷＣ５３２とを備える。ＷＣ５３１および５３２の出力は、次に光帯域フィルタ（ＯＢＰＦ）５３３および５３４のそれぞれに結合される。

ＷＣ５３１および５３２は第１の波長λ_１のＣＷレーザによって駆動され、他方でＯＯＫ／ＰＳＫ変換器５２０は第２の波長λ_２のＣＷレーザによって駆動される。ＯＯＫ／ＰＳＫ変換器５２０によって生成され、かつフィードバック・ループ５５０を介してＤＩ５１０にフィードバックされたＰＳＫフォーマット信号は、λ_２の波長を有することになる。ＤＩ５１０の相補的なＯＯＫ出力Ａ、

も同様にλ_２の波長を有することになる。波長変換器５３１、５３２は、波長λ_１にある変調されたＯＯＫフォーマット信号Ａ、

を生成する。波長λ_２にある変調された元の信号Ａ、

はＷＣ５３１、５３２を介してフィードフォワード可能であるので、ＯＢＰＦ５３３および５３４は、λ_１変調ＯＯＫ信号Ａ、

を通過させ、他方ではλ_２変調ＯＯＫ信号Ａ、

を遮断するために具備される。同様に、波長λ_１にある変調されたＯＯＫ信号Ａ、

はＯＯＫ／ＰＳＫ変換器５２０のＳＯＡを介してフィードフォワード可能であるので、ＯＢＰＦ５４０は、λ_２変調ＰＳＫ信号を通過させ、他方ではλ_１変調ＯＯＫ信号Ａ、

を遮断するために設けられる。

本発明のＰＲＢＳ発生器の有利な特徴は、ＯＯＫまたはＤＰＳＫ／ＰＳＫフォーマットのどちらでも出力を供給する能力であることに留意されたい。発生器５００においてＯＯＫおよびＰＳＫ信号が出力され得る点が図５に示されている。したがって、本発明のＰＲＢＳ発生器は、双対フォーマット全光式ＰＲＢＳ発生器と呼ばれ得る。

当業者によって理解され得るように、上で説明された様々な装置を実施するための幾つかの均等な空間配置が存在してもよい。例えば、様々な光学要素、例えば、ＳＯＡ、光結合器、光帯域フィルタ等が配置される順序および向きは、実質的に同じ機能を遂行するために変更可能である。このような均等物は、本発明の範囲によってかつ範囲内で企図されているものである。

上で説明された実施形態は、本発明の用途を代表し得る幾つかの可能な特定の実施形態の例示に過ぎないことが理解される。数多くのおよび変更された他の配置が、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく当業者によって実施可能である。

本発明の係る全光式ＯＯＫ／ＰＳＫ変換器の典型的な実施形態の模式図である。 コンバイナ前の光信号の電界と図１の変換器からの最終出力パルスの電界とを示す図である。 コンバイナ前の光信号の電界と図１の変換器からの最終出力パルスの電界とを示す図である。 コンバイナ前の光信号の電界と図１の変換器からの最終出力パルスの電界とを示す図である。 コンバイナ前の光信号の電界と図１の変換器からの最終出力パルスの電界とを示す図である。 本発明に係る全光式ＤＰＳＫ波長変換器の典型的な実施形態を示す図である。 本発明に係る全光式ＸＯＲゲートの典型的な実施形態を示す図である。 本発明に係る全光式、双対フォーマットＰＲＢＳ発生器の典型的な実施形態を示す図である。

Claims (10)

1. 遅延された第１の信号を生成するために第１の信号を遅延する第１の遅延要素と、
   遅延された第２の信号を生成するために第２の信号を遅延する第２の遅延要素であって、前記第１の信号が第１の状態にあるときに前記第２の信号が第２の状態にあり、前記第１の信号が前記第２の状態にあるときに前記第２の信号が前記第１の状態にあるように、前記第２の信号は前記第１の信号の逆元である、第２の遅延要素と、
   前記第１の信号、前記遅延された第２の信号、および周期的光信号を受け取る第１の非線形要素と、
   前記第２の信号、前記遅延された第１の信号、および前記周期的光信号を受け取る第２の非線形要素と、
   前記第１の非線形要素の出力信号と、前記第１の非線形要素の前記出力信号に対して位相偏移される、前記第２の非線形要素の出力信号とを組み合わせるコンバイナと、を備え、それによってシステム出力信号が生成される、全光式システム。
2. 前記第２の非線形要素の前記出力を前記第１の非線形要素の前記出力に対して位相偏移するために、前記第２の非線形要素の前記出力に結合された移相器を備える、請求項１に記載のシステム。
3. 前記周期的光信号は持続波信号を含む、請求項１に記載のシステム。
4. 前記第１および第２の非線形要素の少なくとも一方は、半導体光増幅器を備える、請求項１に記載のシステム。
5. 前記第１および第２の信号はオン・オフ変調（ＯＯＫ）信号であり、前記システム出力信号は位相偏移変調（ＰＳＫ）信号である、請求項１に記載のシステム。
6. 遅延線路干渉計を備え、前記遅延線路干渉計は、前記第１および第２の信号を差動ＰＳＫ（ＤＰＳＫ）入力信号から生成する、請求項１に記載のシステム。
7. 前記システム出力信号の現データ・コンテンツは、前記ＤＰＳＫ入力信号の現データ・コンテンツと、前記ＤＰＳＫ入力信号の先行データ・コンテンツとの排他的論理和と均等である、請求項６に記載のシステム。
8. 遅延された第１の信号を生成するために第１の信号を遅延するステップと、
   遅延された第２の信号を生成するために第２の信号を遅延するステップであって、前記第１の信号が第１の状態にあるときに前記第２の信号が第２の状態にあり、前記第１の信号が前記第２の状態にあるときに前記第２の信号が前記第１の状態にあるように、前記第２の信号は前記第１の信号の逆元である、第２の信号を遅延するステップと、
   第１の変調された信号を生成するために、前記第１の信号が前記第１の状態にあるときに前記第１の信号で、前記第１の信号が前記第２の状態にあるときに前記遅延された第２の信号で、周期的光信号波を変調するステップと、
   第２の変調された信号を生成するために、前記第１の信号が前記第２の状態にあるときに前記第２の信号で、前記第１の信号が前記第１の状態にあるときに前記遅延された第１の信号で、前記周期的光信号を変調するステップと、
   前記第２の変調された信号を前記第１の変調された信号に対して位相偏移するステップと、
   出力信号を生成するために、前記第１および第２の変調された信号を組み合わせるステップと、
   を含む全光式信号処理方法。
9. 前記第１および第２の信号はオン・オフ変調（ＯＯＫ）信号であり、前記出力信号は位相偏移変調（ＰＳＫ）信号である、請求項８に記載の方法。
10. 前記第１および第２の信号を差動ＰＳＫ（ＤＰＳＫ）入力信号から生成するステップを含む、請求項８に記載の方法。

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